一種基於蝴蝶輻射板陣列的LTE天線的製作方法

2023-07-15 20:36:51 2

本實用新型涉及天線設計領域，尤其涉及一種無人機天線。

背景技術：

TPA：Thermosetting Polymer Alloy，熱固聚合複合材料。

LTE(Long Term Evolution，長期演進)是由3GPP(The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作夥伴計劃)組織制定的UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移動通信系統)技術標準的長期演進。LTE天線需滿足多個高頻頻段的發射和接收需求，包括1880-1920MHz、2010-2025MHz和2500-2690MHz頻段。現有技術中的天線在多個高頻頻段下的輻射性能不甚理想，不利於LTE行動網路的推廣與應用。

因此，本實用信息設計一種滿足無人機天線性能的倒F型天線。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本實用新型的目的是提供一種天線輻射性能好、頻段覆蓋效果好、適用於LTE頻段的陣列天線。

本實用新型所採用的技術方案是：

一種基於TPA板材的LTE陣列天線，包括天線基板，所述天線基板上均勻設置有多個子輻射板；所述子輻射板設置有垂直交接的四片振臂，每片振臂上均設有雙排過孔；所述四片振臂的交接點處設置有饋電點過孔。

優選的，所述子輻射板為多層板結構天線，所述多層板結構天線包括頂部電鍍銅箔層、中間銅箔層和底部銅箔層，所述頂部電鍍銅箔層和中間銅箔層之間填充有第一TPA層，所述中間銅箔層和底部銅箔層之間填充有第二TPA層。

優選的，所述第一TPA層和第二TPA層為由樹脂和玻纖布組成的熱固聚合複合材料層。

優選的，所述頂部電鍍銅箔層、中間銅箔層和底部銅箔層的厚度分別為9微米、3微米和9微米。

優選的，所述第一TPA層和第二TPA層的厚度均為60微米。

優選的，所述頂部電鍍銅箔層、中間銅箔層和底部銅箔層通過過孔互相電性連接。優選的，所述多個子輻射板為30個子輻射板，所述30個子輻射板排列成3*10陣列。

優選的，所述子輻射板均通過支撐座與天線基板連接。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型通過對LTE陣列天線的結構和板材的改進設計，克服了現有技術中天線輻射性能差、頻段覆蓋效果差的問題，實現了一種加工簡單、天線輻射性能好、頻段覆蓋效果好、可靠性高、適用於LET通信系統的天線陣列。

本實用新型可廣泛應用於各種LTE通信系統。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步說明：

圖1是本實用新型LTE天線陣列一種實施例的正視結構示意圖；

圖2是本實用新型LTE天線陣列一種實施例的側視結構示意圖；

圖3是本實用新型子輻射板一種實施例的結構示意圖；

圖4是本實用新型子輻射板橫截面一種實施例的結構示意圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

如圖1所示，一種基於TPA板材的LTE陣列天線，包括天線基板10，所述天線基板10上均勻設置有多個子輻射板11；所述子輻射板11為多層板結構天線，所述多層板結構天線包括頂部電鍍銅箔層21、中間銅箔層22和底部銅箔層23，所述頂部電鍍銅箔層21和中間銅箔層22之間填充有第一TPA層，所述中間銅箔層22和底部銅箔層23之間填充有第二TPA層。該實施例中，所述多個子輻射板11為30個子輻射板11，所述30個子輻射板11排列成3*10陣列。如圖2所示，所述子輻射板11均通過支撐座12與天線基板10連接。

該實施例中，各子輻射板11通過四片振臂111來激勵，子輻射板11激勵信號的相位在不同的頻段範圍內要滿足一定的比例關係來保證實現波束寬度，在1880-1920MHz、2010-2025MHz和2500-2690MHz頻段，各子輻射板11之間的激勵信號的相位比例關係為中間最大，依次向兩邊遞減。符合LTE天線的輻射要求。

所述頂部電鍍銅箔層、中間銅箔層和底部銅箔層均設置有互相垂直交接的四片振臂111，每片振臂111上均設有雙排過孔112，所述頂部電鍍銅箔層21、中間銅箔層22和底部銅箔層23通過過孔112 互相電性連接。所述四片振臂的交接點處設置有饋電點過孔113。分別設置在頂部電鍍銅箔層21、中間銅箔層22和底部銅箔層23的子輻射板均通過各個過孔112互聯，並通過饋電點過孔113饋電。圖3以頂部電鍍銅箔層的子輻射板為例，描述四片振臂結構。

如圖4所示，所述天線採用多層板結構天線，所述多層板結構天線包括頂部電鍍銅箔層21、中間銅箔層22和底部銅箔層23，所述頂部電鍍銅箔層21和中間銅箔層22之間填充有第一TPA層24，所述中間銅箔層22和底部銅箔層23之間填充有第二TPA層25。

優選的，所述第一TPA層24和第二TPA層25為由樹脂和玻纖布組成的熱固聚合複合材料層。本實用新型在熱固聚合複合材料中摻合了熱固性樹脂，與聚四氟乙烯相比,它的損耗更小、介電常數更穩定。

為了研究溫度對介電常數穩定性的影響,我們將介電常數的熱變係數TCk＝-100ppm/℃的材料天線與Tck＝10ppm/℃的本實用新型天線做了實際比照。

如果TCk＝-100ppm/℃,則介電常數Dk變化量△Dk＝-0.032；

對2.4GHz：頻率變化量△f＝9MHz；

對25GHz：頻率變化量△f＝140MHz；

如果採用本實用新型TCk＝10ppm/℃天線,則介電常數Dk變化量△Dk＝-0.0032；

對2.4GHz：頻率變化量△f＝0.9MHz；

對25GHz：頻率變化量△f＝14MHz。

顯然，以上驗證表明，本實用新型改進了天線性能，提高了可靠 性。

優選的，所述頂部電鍍銅箔層21、中間銅箔層22和底部銅箔層23的厚度分別為9微米、3微米和9微米。

經測試，該實施例中，天線輻射效率為92.87％,總效率為92.34％。方向圖滿足LTE通信需求，最大方向係數為5.261dB。

優選的，所述第一TPA層24和第二TPA層25的厚度均為60微米。

本實用新型通過對LTE陣列天線的結構和板材的改進設計，克服了現有技術中天線輻射性能差、頻段覆蓋效果差、玻璃化溫度低、敵剛性差、加工複雜、可靠性不高的問題，實現了一種敵剛性強、加工簡單、天線輻射性能好、頻段覆蓋效果好、可靠性高、適用於LET通信系統的天線陣列。

本實用新型可廣泛應用於各種LTE通信系統。

以上是對本實用新型的較佳實施進行了具體說明，但本發明創造並不限於所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的範圍內。